黃河流域農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境問題及技術(shù)對(duì)策

生態(tài)環(huán)境 2007, 16(1): 248-252 Ecology and Environment E-mail: 基金項(xiàng)目： 國(guó)家社會(huì)公益研究專項(xiàng)（ 2002DIB5009） ； 財(cái)政部項(xiàng)目（ 1251010607056） 作者簡(jiǎn)介： 武雪萍 （ 1966）， 女，副研究員，博士，主要從事土壤與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究。 Tel: +86-10-68919739； E-mail: 收稿日期： 2006-06-29 黃河流域農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境問題及 技術(shù)對(duì)策 武雪萍 1， 蔡典雄 1， 梅旭榮 2， 沈躍 3 謝曉紅 1， 張建君 1， 趙全勝 1 1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 10008； 2. 中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 ，北京 10008； 3. 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所，天津 300191 摘要 ： 對(duì)黃河流域農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境現(xiàn)狀和存在問題 進(jìn)行 了 分析，并針對(duì)這些問題，提出了改善黃河流域農(nóng)業(yè)水資源利用與水環(huán)境安全 的 技術(shù)對(duì)策。研究指出， 黃河流域 水資源貧乏 、水質(zhì)污染嚴(yán)重、灌溉水水質(zhì)劣化、農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾突出，水環(huán)境 日趨惡化，產(chǎn)生了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題；而目前 我國(guó) 缺乏有效的農(nóng)業(yè)水資源和水環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，節(jié)水農(nóng)業(yè)和水污染防治技術(shù)水平低，基礎(chǔ)設(shè)施落后，信息平臺(tái)建設(shè)不夠，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和水資源不匹配。 今后應(yīng)加快建立農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 與信息平臺(tái) ，積極推進(jìn)農(nóng)業(yè)水資源高效利用技術(shù)升級(jí) ，全面提高農(nóng)業(yè)污染防控技術(shù)水平，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水環(huán)境保護(hù)， 調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，建立節(jié)水高效種植制度。 關(guān)鍵詞 ： 黃河 流域 ； 水資源 ； 水環(huán)境 ； 防治戰(zhàn)略 中圖分類號(hào)： TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-2175（ 2007） 01-0248-05我國(guó)是世界上缺水最嚴(yán)重的國(guó)家，人均水資源將下降到 1 760 m3，農(nóng)業(yè)用水占總用水量的 70%。農(nóng)業(yè)用水形勢(shì)嚴(yán)峻，總量不足，增量有限，同時(shí)農(nóng)業(yè)水環(huán)境問題日益增多，水質(zhì)惡化。因此，及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)水資源和水環(huán)境狀況、優(yōu)化農(nóng)業(yè)水資源利用與水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)、有效提高水資源利用率和利用效率，是解決我國(guó)水資源（危機(jī)）短缺的關(guān)鍵問題和緊迫任務(wù)，對(duì)緩解農(nóng)用水源緊缺狀況，改善農(nóng)業(yè)水環(huán)境質(zhì)量狀況，推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。本文以農(nóng)業(yè)用水量大、污染較嚴(yán)重的黃河流域作為研究對(duì)象 ，通過研究黃河流域水資源與 水環(huán)境狀況及其變化趨勢(shì)、分析其原因， 提出了技術(shù)對(duì)策，以期為農(nóng)業(yè)水資源合理利用與水環(huán)境安全提供一定的參考依據(jù)。 1 黃河流域農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境現(xiàn)狀 1.1 水量貧缺 ，水資源供需矛盾尖銳 氣候干旱嚴(yán)重： 邵曉梅等 1利用 97 個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)40 a 的氣象資料和土壤墑情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)， 分析評(píng)價(jià)了黃河流域農(nóng)業(yè)氣候和土壤水分變化規(guī)律， 研究發(fā)現(xiàn) 40 a來黃河流域降水量是向逐年減少趨勢(shì)發(fā)展的 ， 土壤含水 量年際間變化規(guī)律與降水量呈高度相關(guān)性。 水量貧乏：黃河是我國(guó)第二條大河，但多年平均天然徑流量?jī)H有 5.81010 m3 ，地表水 資源 年開發(fā)消耗量已經(jīng)達(dá)到 31010 m3，最高年份達(dá)到了 3.31010 m3；由于水資源的大量開發(fā)利 用，加之近年來降雨偏少、氣溫偏高等因素影響，使得流域內(nèi)主要河流實(shí)測(cè)徑流量有日趨減少的趨勢(shì)，支流的中下游，甚至上游河段，均處于或正在呈現(xiàn) 出比較嚴(yán)重的缺水、斷流狀態(tài)，黃河斷流頻繁發(fā)生，水資源和水環(huán)境已成為黃河上中游地區(qū)生態(tài)環(huán)境的核心問題。從 1972年開始出現(xiàn)斷流到 1998年的 27 a間，黃河利津站共有 21 a發(fā)生斷流，斷流頻率已達(dá) 5 a四斷，共計(jì)斷流1 050 d，平均每個(gè)斷流年份斷流 50 d，斷流發(fā)生時(shí)間最早 的是 1993年， 2月 13日即斷流；斷流時(shí)間最長(zhǎng)的 1997年，斷流 226 d，斷流河段長(zhǎng)達(dá) 704 km，占下游河道總長(zhǎng) 90%。由于斷流導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境的巨大變化，足以成為水環(huán)境惡化的標(biāo)志之一 2-5。 水資源供需矛盾突出： 隨著供水范圍的不斷擴(kuò)大和供水要求的持續(xù)增長(zhǎng)，黃河承擔(dān)的供水任務(wù)已超過其承載能力。據(jù)分析 3，黃河河川徑流量為5.81010 m3，扣除維持黃河生態(tài)環(huán)境最低需水量2.01010 m3和下游河道蒸發(fā)滲漏損失量 1.01010 m3后，剩余的可供耗用水量為 3.71010 m3，加上地下水可 開采量 1.11010 m3，則在無跨流域調(diào)水情況下黃河可供水資源總量為 4.81010 m3。而 在采取節(jié)水措施、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)、限 制高耗水產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提下， 流域及流域外供水區(qū) 2010年、 2030年和 2050年總需水量分別為 5.21010 m3、 5.91010 m3和 6.41010 m3，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了黃河的供水能力。 灌溉可利用水量不斷減少 ： 灌溉農(nóng)業(yè)是用水大戶， 1980 年以來黃河及支流灌區(qū)來水量明顯減少，黃河斷流、支流干枯、地下水超采，又給灌溉農(nóng)業(yè)帶來極為不利的影響，加之人口增加，城市化率不斷提高，工業(yè) 快速增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)用水在總用水量中的比例逐年下降，已由 1949 年的 94下降至 20 世紀(jì)80 年代的 80， 1998 年為 78。工業(yè)及城鎮(zhèn)農(nóng)村武雪萍等：黃河流域農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境問題及技術(shù)對(duì)策 249 生活用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)灌溉用水的趨勢(shì)加劇 2-3。 1.2 水質(zhì)嚴(yán)重惡化，可用水資源量嚴(yán)重不足 近年來，黃河污染加劇，已超出了黃河水環(huán)境的承載能力。黃河流域是我國(guó)污染最為嚴(yán)重的地域之一，污染河長(zhǎng)在 80%以上。特別是近年來水污染發(fā)展迅猛，同時(shí)斷流問題也 越來越突出。斷流使沿岸城市河道內(nèi)無徑流，變成了接納污水的黑河， 河中魚類大量死亡，給黃河下游的農(nóng)業(yè)造成了極大的危害6-13。 國(guó)家 社會(huì)公益研究專項(xiàng) “農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境監(jiān)測(cè)重要技術(shù)研究 ”（ 2002DIB50099） 課題組對(duì)黃河流域水資源 進(jìn)行了全面 監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià) ， 結(jié)果總結(jié)如下 。 黃河流域的水質(zhì)狀況：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 2001 年黃河流域廢污水排放總量為 4.135109 t，其中工業(yè)廢水 2.956109 t，生活污水 1.179109 t，分別占廢污水年排放總量的 71.5%和 28.5%。據(jù)農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)， 2001 年 7 497 km 評(píng)價(jià)河長(zhǎng)中，全年優(yōu)于 類水質(zhì)（含 類，下同）的河長(zhǎng)為 2 380 km，占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 31.7%，劣于 類水 質(zhì)的河長(zhǎng)為 5 117 km，占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 68.3%?？菟趦?yōu)于 類水質(zhì)的河長(zhǎng)為 2 670 km，占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 35.6%，劣于 類水質(zhì)的河長(zhǎng)為 4 827 km，占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 64.4%。豐水期優(yōu)于 類水質(zhì)的河長(zhǎng)為 2 212 km，占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 29.5%，劣于 類水質(zhì)的河長(zhǎng)為 5 285 km，占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 70.5%。 黃河干流的水質(zhì)狀況：黃河干流水質(zhì)從 80年代初的均是 類及優(yōu)于 類水質(zhì)，下降到 90年代初的均為 類及優(yōu)于 類水質(zhì)，再繼續(xù)惡化至 90年代末的 60以上均是 類及劣 類水質(zhì)。黃河干流從劉家峽以下均不同程度 地受到人為污染，水質(zhì)狀況明顯呈惡化趨勢(shì)，許多功能區(qū)達(dá)不到其相應(yīng)的水質(zhì)功能要求，污染物量已超出了黃河水體的水環(huán)境承載能力。 主要污染指標(biāo)為溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、揮發(fā)酚和石油類。黃河干流懸浮物濃度很高，最高達(dá) 4 851 mg/L。 2001年干流進(jìn)行評(píng)價(jià)的河長(zhǎng)有 3 613 km。全年優(yōu)于 類水質(zhì)的河長(zhǎng) 1 772 km，占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的 49.0%。劣于 類水質(zhì)河長(zhǎng) 1 841 km，占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的 51.0%，主要分布于寧夏石嘴山烏達(dá)橋河段、內(nèi)蒙古三湖河口鐙口河段，陜西龍門河南三門峽河段，花園口高村河段，主要污染物 為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、鉛、生化需氧量等，其中石嘴山、三湖河口、潼關(guān)、三門峽等河段水質(zhì)為 類。 黃河支流的水質(zhì)狀況：主要支流參加評(píng)價(jià)的河長(zhǎng) 3 884 km。全年優(yōu)于 類水質(zhì)的河長(zhǎng) 608 km，占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的 15.7%。劣于 類水質(zhì)河長(zhǎng) 3 276 km，占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)的 84.3%，以清水河、銀新溝、汾河、涑水河、渭河、宏農(nóng)澗河、雙橋河、蟒河、沁河、大汶河尤為突出，這些河流的水質(zhì)全年幾乎都為劣 類。超標(biāo)項(xiàng)目主要為氨氮、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、溶解氧、亞硝酸鹽等。 總的來看，黃河流域 2001年的水質(zhì)狀況為：優(yōu)于 類 水質(zhì)的河長(zhǎng)占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 31.7%，劣于 類水質(zhì)的河長(zhǎng)占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的 68.3%。其水質(zhì)是上游好于下游、干流好于支流。 1.3 引黃灌溉水水質(zhì)變劣，污染物超標(biāo) 。 黃河上游灌區(qū)：黃河干流循化段從 1994-2003年連續(xù) 10 a的月平均水質(zhì)月數(shù)據(jù)表明：連續(xù) 10 a的 12月水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果基本都是 級(jí)水或以下； 1998年 4月的監(jiān)測(cè)結(jié)果是超 類水 ,超標(biāo)物分別是汞（ 3.0倍）和鎘（ 2.8倍） ， 不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。黃河干流蘭州站從 1994-2003年連續(xù) 10 a的月平均水質(zhì)月數(shù)據(jù)表明：連續(xù) 10 a的 12月水 質(zhì)檢測(cè)結(jié)果基本都是 、 、 類水質(zhì)，全部符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；灌區(qū)的銀新溝銀川站 10 a的水質(zhì)月數(shù)據(jù)表明：水質(zhì)比較差， 10 a來有 53%月份的水質(zhì)不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。主要污染物是揮發(fā)酚，其余是CODMn， 最近 1 a來也發(fā)現(xiàn)大腸菌群的污染，主要來源于 生活污水。另外，也有的土壤鹽堿化造成氯化物、硬度等超標(biāo)。寧夏吳忠、石嘴山、銀川、固原的 25個(gè)渠口有 75%時(shí)期的水質(zhì)不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。主要污染物為 CODCr，石頭崾枧水庫(kù)有氯化物、硫酸鹽、氟化物的污染。 黃河 中游灌區(qū) ：引黃灌區(qū)水源取自黃河干流的水質(zhì)基本符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，引黃灌區(qū)水源取自黃河支流的水質(zhì)基本不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)項(xiàng)目主要為氨氮、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、亞硝酸鹽、重金屬類等。黃河干流吳堡段從 1994 2003 年連續(xù) 10 a 的月平均水質(zhì)月數(shù)據(jù)表明：連續(xù) 10 a 的 12 月水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果基本都是 類水或以下 ， 符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；2003 年 4 月的監(jiān)測(cè)結(jié)果是超 類水 ,超標(biāo)物分別是汞和鎘 ,不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 黃河 下游灌區(qū) ：黃河干流利津站 10 a的水質(zhì)月數(shù)據(jù)表明：連續(xù) 10 a的 12月水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果基本都是 類水或 以下 ， 符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。黃河干流濟(jì)南濼口站 10 a的水質(zhì)月數(shù)據(jù)表明 ： 連續(xù) 10 a的 12月水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果基本都是 類水或以下 ， 水質(zhì)基本符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。只有 2003年 2月，氨氮(1.070)； 五日生化需氧量 (1.000)超標(biāo)，不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 總之，引黃灌區(qū)水源取自黃河干流的水質(zhì)基本符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，引黃灌區(qū)水源取自黃河支流的水質(zhì)基本不符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，超標(biāo)項(xiàng)目主要為氨氮、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)、生250 生態(tài)環(huán)境 第 16 卷第 1 期（ 2007 年 1 月） 化需氧量、亞硝酸鹽、重金屬類等。大腸桿菌嚴(yán)重超標(biāo)。 1.4 農(nóng)業(yè)水環(huán)境 惡化，生態(tài)環(huán)境問題突 顯 。 嚴(yán)重的 水土流失 造成面源污染 ： 由于土質(zhì)松散，暴雨后形成的泥石流直接或間接融入黃河，使黃河中 每 年輸入的泥沙也逐年增加， 50年代初每年輸入的泥沙約 1.36109 t，現(xiàn)在每年輸入高達(dá)2.13109 t。 黃河流域土壤侵蝕量占區(qū)域總侵蝕量的50 60 ，水土流失導(dǎo)致缺水加劇，旱澇災(zāi)害頻率加大，生態(tài)環(huán)境惡化，不利農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。 同時(shí)，由于嚴(yán)重的水土流失帶來了農(nóng)藥、 化肥 和畜禽糞便的污染，農(nóng)田中的土壤顆粒、化肥、農(nóng)藥、病菌及其他污染物，在降雨或灌溉過程中，隨著地表徑流、農(nóng)田排水、土壤滲漏進(jìn)人水 體，對(duì)地表水 和地下水造成潛在的污染 14。 于濤 15研究發(fā)現(xiàn) 40 a來黃河水中各主要離子和總離子濃度不斷升高，同時(shí)無機(jī)氮污染物 (NH4+-N、 NO2-N和 NO3-N)含量也呈不斷上升趨勢(shì)，認(rèn)為灌區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，即大量的灌溉用水和氮肥的施用所產(chǎn)生的面源污染是導(dǎo)致黃河水質(zhì)產(chǎn)生這些變化的主要因素。 土壤鹽堿化加劇：不合理的農(nóng)業(yè)用水，不僅費(fèi)水而且加重了 土壤次生 鹽堿化。土壤灌水定額過大，灌溉地的土壤鹽堿化十分嚴(yán)重，僅黃土高原耕地鹽堿化面積就達(dá) 836 000 hm2，占水澆地面積的22%，已造成土地生產(chǎn)力持續(xù)下降。 土地 沙漠化 的速度驚人：農(nóng)業(yè)水資源短缺，干旱少雨，溫差大，大風(fēng)多， 沙塵暴越來越頻繁，加快了 土地沙漠化 的進(jìn)程 。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 我國(guó)上世紀(jì) 50年代沙塵暴每年發(fā)生 6次， 60年代每年發(fā)生 8次， 70年代每年發(fā)生 12次， 80年代每年發(fā)生 14次， 90年代猛增至 20次以上。 50 70年代，每年我國(guó)土地沙漠化的面積增加 1 500 km2， 80年代到達(dá) 2 100 km2， 90年代增加到 3 460 km2，目前總面積已達(dá)到 2.674106 km2。 不斷加劇 的水土流失、鹽堿化 、 土地沙化 和面源污染 ，不僅使土地生產(chǎn)力嚴(yán)重衰退，生態(tài)環(huán)境惡化 ，而且 會(huì)使黃河中下游引發(fā)生態(tài)危機(jī)，已引起世人注目 。 2 黃河流域農(nóng)業(yè)水資源利用與水環(huán)境安全重大技術(shù)問題 2.1 農(nóng)業(yè)水資源和水環(huán)境狀況聯(lián)合系統(tǒng)監(jiān)測(cè)不足，監(jiān)測(cè)與應(yīng)用 嚴(yán)重 脫節(jié)。 農(nóng)業(yè)水資源與 水 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)單一、條塊分割、針對(duì)性差和檢測(cè)手段落后，是限制我國(guó)有限農(nóng)業(yè)水資源正確、及時(shí)、高效利用的關(guān)鍵問題。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源利用主要以監(jiān)測(cè)大氣、大江、大河和地下水等水量為主，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精密結(jié)合的 “三水 ”（土壤水 -作物水 -大氣水）利用監(jiān)測(cè)嚴(yán)重缺乏和滯后，地表水、土壤水、降水和灌溉水聯(lián)合監(jiān)測(cè)幾乎沒有，特別是針對(duì)不同地區(qū) 、不同種植制度、種植結(jié)構(gòu)、不同保護(hù)性耕種、不同水肥管理制度下的農(nóng)業(yè)土壤水資源利用及其水環(huán)境監(jiān)測(cè)更少，且監(jiān)測(cè)停留在較為原始階段。目前水利部、國(guó)家氣象局等單位已有比較完善的水文監(jiān)測(cè)、大氣降水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，而用水大戶的農(nóng)業(yè)反而沒有全國(guó)性農(nóng)業(yè)土壤水資源利用 和水質(zhì) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 14。 2.2 農(nóng)業(yè)水資源高效利用和水環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平低，應(yīng)用效果差。 農(nóng)業(yè)是用水大戶，鑒于農(nóng)業(yè)水資源日益短缺的趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本對(duì)策是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，應(yīng)以降水和灌溉水的高效利用為中心。由于 農(nóng)業(yè)水資源高效利用和水環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平低 ， 水資源 利用率和利用效率不高，加劇了缺水。 據(jù)估計(jì)， 黃河流域旱作 農(nóng)業(yè)區(qū)水的利用率為 30 40，灌區(qū)田間工程不配套，灌溉水浪費(fèi)嚴(yán)重。輸水渠道襯砌率低，建筑物老化失修嚴(yán)重，渠系滲漏損失大。大型灌區(qū)骨干渠道襯砌率僅為 30 40，渠系水利用系數(shù)為0.5 左右，渠系建筑物老化失修，損壞嚴(yán)重，建筑物老化失修率占 40 60，嚴(yán)重影響了灌區(qū)正常運(yùn)行和灌溉效益的發(fā)揮。大型灌區(qū)田間工程普遍存在工程標(biāo)準(zhǔn)低，工程配套率差，土地平整度差問題；田間固定渠道襯砌率低，有的灌區(qū)僅為 20，仍以土渠為主；灌水技術(shù)落后，大部分灌區(qū)仍以大水漫灌、串灌、 淹灌為主，田間灌溉水利用系數(shù)低，一般在 0.6 0.7 之間，灌溉水浪費(fèi)嚴(yán)重 3。 2.3 農(nóng)業(yè)水資源利用和水環(huán)境安全保障基礎(chǔ)設(shè)施落后，信息系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)不夠。 我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)條件還比較落后，全國(guó)性和區(qū)域性的試驗(yàn)研究網(wǎng)絡(luò)還未形成，發(fā)達(dá)國(guó)家特別注重對(duì)諸如作物需水量、灌溉水利用系數(shù)等基本數(shù)據(jù)的連續(xù)、定位觀測(cè)和數(shù)據(jù)積累，有的試驗(yàn)連續(xù)堅(jiān)持幾十 年 ，而我國(guó)在這方面還很不夠。 農(nóng)業(yè)節(jié)水管理中信息技術(shù)應(yīng)用水平低，節(jié)水管理信息采集、傳輸?shù)目煽啃圆?，目前，我?guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)信息化程度，從總體上講還處于比較低的水平。主要表現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面：（ 1）信息采集點(diǎn)少、手段落后。（ 2）信息傳輸手段比較單一、落后。（ 3）灌區(qū)管理人員信息化意識(shí)和技術(shù)水平亟需提高。（ 4）重硬件、輕軟件。（ 5）節(jié)水農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)劃，信息的共享性差。同時(shí)，各灌區(qū)重復(fù)開發(fā)、重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，造成很大的浪費(fèi)。（ 6）我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)信息化的產(chǎn)品處于試驗(yàn)研究階段，沒有真正形成產(chǎn)品。（ 7）節(jié)水農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)的綜合集成能力差。 武雪萍等：黃河流域農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境問題及技術(shù)對(duì)策 251 2.4 種植結(jié)構(gòu)與水資源不匹配，不適應(yīng)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。 現(xiàn)階段我國(guó)種植制度處于高耗水種植結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為作物耗水結(jié)構(gòu)與水資源分布不匹配 ，缺水地區(qū)高耗水作物種植面積大；種植業(yè)結(jié)構(gòu)不良，在長(zhǎng)期的以糧為綱的種植思想指導(dǎo)下，節(jié)水的飼料作物、經(jīng)濟(jì)作物還沒有受到重視，糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和飼料作物的三元結(jié)構(gòu)還沒有建立起來。黃河流域，特別是上中游地區(qū)長(zhǎng)期受 “糧食自給 ”思路的影響，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，土地利用不合理，多種經(jīng)營(yíng)水平低，林牧業(yè)優(yōu)勢(shì)得不到發(fā)揮。 據(jù)統(tǒng)計(jì) 3， 上中游各省 (區(qū) )的林、牧、漁業(yè)所占比重為 25 38，低于全國(guó)平均水平 41；農(nóng)業(yè)多樣化指數(shù)為 1.63 1.98，低于全國(guó)平均指數(shù) 2.326；單位 GDP和單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)出耗水量相當(dāng)于全國(guó)平均值的 4倍， 這一現(xiàn)狀與我國(guó)正在推進(jìn)的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)和水資源配置的要求不適應(yīng)，也與我國(guó)糧食、油料、糖料、棉花等面臨的市場(chǎng)形勢(shì)很不適應(yīng)。 3 改善黃河流域農(nóng)業(yè)水資源利用與水環(huán)境安全 技術(shù)對(duì)策 3.1 加快建立農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)與信息平臺(tái) 區(qū)域水環(huán)境污染預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)該能夠?yàn)閰^(qū)域水質(zhì)的變化提供直接的信息 (特別是那些具有跨界影響的突發(fā)性河流污染事件的信息 )，以使下游地區(qū)能夠及時(shí)采取必要的防范措施 16。 為了保證農(nóng)業(yè)水資源的持續(xù)利用，必須應(yīng)用 RS 和 GIS 技術(shù)在全國(guó)建立農(nóng)業(yè)水資源與水環(huán)境監(jiān)測(cè) 預(yù)警 網(wǎng) 絡(luò)與信息共享平臺(tái) ，及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)水資源和水環(huán)境狀況 。在整個(gè)黃河 流域范圍內(nèi)，建立水資源與水環(huán)境觀測(cè)基地，包括國(guó)家級(jí)觀測(cè)站、省部級(jí)觀測(cè)站和縣級(jí)觀測(cè)站，建立水資源與水環(huán)境研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，各省、（市）縣要建立水資源與水環(huán)境信息中心和技術(shù)中心，全面監(jiān)測(cè)，推行一體化和標(biāo)準(zhǔn)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)、水資源利用監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)、田間墑情監(jiān)測(cè)網(wǎng)信息系統(tǒng)、農(nóng)情信息監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)、灌溉用水水情監(jiān)測(cè)網(wǎng)信息系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、流域水和灌溉水污染監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、旱情及旱災(zāi)防治與對(duì)策信息系統(tǒng)、節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)與示范系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)水資源管理系統(tǒng)網(wǎng) 、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展決策支持系統(tǒng)等，并利用研究和監(jiān)測(cè)成果改革現(xiàn)行農(nóng)業(yè)用水模式與技術(shù)方式，實(shí)現(xiàn)水資源管理一體化，建立高效有序的水資源管理體制，促成農(nóng)業(yè)水資源和環(huán)境保護(hù)與農(nóng)民增收相結(jié)合，促進(jìn)農(nóng)業(yè)水資源社會(huì)化、水資源高效利用與水環(huán)境保護(hù)的有機(jī)統(tǒng)一。 3.2 積極推進(jìn)農(nóng)業(yè) 水資源高效利用 技術(shù)升級(jí) 面對(duì)未來 15 20 a 農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀需求，加快節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn) 華升級(jí)改造，加速信息技術(shù)、生物技術(shù)和材料科學(xué)在節(jié)水農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，是轉(zhuǎn)型期農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水資源安全 的重大戰(zhàn)略任務(wù)。 包括利用現(xiàn)代生物技術(shù)挖掘植物抗旱節(jié)水基因和培育抗旱節(jié)水品種、利用植物本身生理功能調(diào)節(jié)和挖掘植物本身的節(jié)水潛力；利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)作物水分信息采集與精量控制灌溉技術(shù)，提升傳統(tǒng)節(jié)水技術(shù)的現(xiàn)代化水平；利用現(xiàn)代新材料技術(shù)，解決節(jié)水設(shè)備與產(chǎn)品研發(fā)中的材料與工藝問題，提升節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備與重大產(chǎn)品的技術(shù)水平；進(jìn)一步推進(jìn)常規(guī)節(jié)水技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模式化、定量化和集成化，促進(jìn)其大規(guī)模的應(yīng)用，充分挖掘其節(jié)水的效果等 17。 3.3 全面 提高 農(nóng)業(yè)污染防控技術(shù) 水平 ，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水環(huán)境保護(hù) 阻控和截?cái)噢r(nóng)業(yè)污染來源是水污染源 頭控制的關(guān)鍵，按農(nóng)業(yè)污染減量化、無害化、資源化利用的原則，從污染發(fā)生、發(fā)展到形成全過程開展農(nóng)業(yè)污染 一體化防治關(guān)鍵技術(shù)研究，包括化肥減量和平衡施肥技術(shù)、農(nóng)藥污染控制技術(shù)、畜禽污染物轉(zhuǎn)化和廢棄物無害化處理技術(shù)、阻斷水體富營(yíng)養(yǎng)化的生物技術(shù)等，開發(fā)有利于 污染物轉(zhuǎn)化和廢棄物無害化處理并資源化利用的新材料 ，包括水環(huán)境修復(fù)型生物制劑、廢棄物資源化造粒劑、新型環(huán)保型肥料、環(huán)保型可降解農(nóng)膜、生物農(nóng)藥、生物菌劑、資源節(jié)約型生物新品種等，全面提高農(nóng)業(yè)污染防治水平，嚴(yán)格產(chǎn)地農(nóng)藥、化肥、灌溉水、畜禽糞便無害化利用和規(guī)范管理； 建立產(chǎn)地 針對(duì)性農(nóng)業(yè)污染防治的保護(hù)性耕種體系，發(fā)展種地養(yǎng)地保地制度； 建立健全無公害種植、養(yǎng)殖及加工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，嚴(yán)格農(nóng)業(yè)水環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理。 3.4 調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，建立節(jié)水高效種植制度 種植制度模式是環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，資源的持續(xù)利用、環(huán)境的漸進(jìn)改善、效益的穩(wěn)步提高已成為國(guó)際種植模式發(fā)展的主要特征。開放式、高科技、高效益成為現(xiàn)代節(jié)水型農(nóng)作制的發(fā)展方向，調(diào)減高耗水的大田糧食作物，建立以經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)業(yè)（品）等為主導(dǎo)效益型種植業(yè)結(jié)構(gòu)，成為節(jié)水農(nóng)作制的發(fā)展途徑。目前計(jì)算機(jī)技術(shù)、電于信息技 術(shù)、紅外遙感技術(shù)以及其它技術(shù)的應(yīng)用，多種因素（可控和非可控）控制的數(shù)字化、圖象化及其疊加和優(yōu)選，使節(jié)水農(nóng)作制度朝著高效優(yōu)化方向發(fā)展。引進(jìn)國(guó)外高新技術(shù)，通過區(qū)域資源數(shù)字化 研究建立 以水分利用效率和效益為中心的主要區(qū)域節(jié)水高效種植結(jié)構(gòu)和種植制度，以及優(yōu)化種植模式及配套技術(shù)具有重大的意義。 252 生態(tài)環(huán)境 第 16 卷第 1 期（ 2007 年 1 月） 參考文獻(xiàn) ： 1 邵曉梅 . 黃河流域節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵問題的區(qū)域特征研究 R. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后出站報(bào)告， 2005: 44-50. SHAO Xiaomei. Study on the Regional Characteristics of key prob-lems of water-saving agriculture in the Yellow River BasinM. The Postdoctoral Report of Chinese Academy of Agricultural Science, 2005: 44-50. 2 王國(guó)慶，王云璋，史忠海， 等 . 黃河流域水資源未來變化趨勢(shì)分析J. 地理科學(xué)， 2001， 21（ 5）： 396-400. WANG Guoqin, WANG Yunzhang, SHI Zhonghai, et al. Analysis on Water Resources Variation Tendency in the Yellow RiverJ. Scientia Geographica Sinica, 2001， 21（ 5）： 396-400. 3 李英能 , 段愛旺 , 吳景社，作物與水資源利用 M. 重慶 : 重慶出版社， 2001. LI Yingneng, DUAN Aiwang, WU Jingshe. Plant and Water UseM. Chongqing Press, 2001. 4 陳霽巍 . 黃河治理與水資源開發(fā)利用 M. 鄭州 : 黃河水利出版社 , 1998. CHEN Jiwei. Yellow River estuary and water resources develop-mentM. Zhengzhou: Yellow River Conservancy Press, 1998. 5 王玉明，張學(xué)成，王玲， 等 . 黃河流域 20 世紀(jì) 90 年代天然徑流量變化分析 J. 人民黃河， 2002, 24（ 3）： 9-11. WANG Yuming, ZHANG Xuecheng, WANG Yu .Analysis of Changes in Natural Runoff in the Yellow River Basin in 1990sJ. Yellow River, 2002, 24（ 3）： 9-11. 6 黃占斌，山侖 . 北方干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)水環(huán)境變化與適應(yīng)對(duì)策 J. 生態(tài)經(jīng)濟(jì)， 2000（ 4）： 9-11. HUANG Zhanbing, SHAN Lun .The eountermeasures to agricultural water environment change in arid Areas of Northern ChinaJ. Eco-logical Economy, 2000（ 4）： 9-11. 7 張偉麗，趙惠君 . 山西省黃河流域水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查 J. 西北水力發(fā)電， 2005, 21(2): 39-42. ZHANG Weili， ZHAO Huijun. Investigation of water environment situation in the Yellow River Basin of Shanxi Province J. Journal of Northwest Hydroelectric Power, 2005, 21(2): 39-42. 8 李祥龍，彭勃，郭正， 等 . 黃河流域水污染趨勢(shì)分析 J. 人民黃河，2004， 26（ 10）： 26-27. LI Xianglong, PENG Bo, GUO Zheng, et al. The analysis of water pollution trend in Yellow RiverJ. Yellow River, 2004, 26（ 10）： 26-27. 9 柴成果， 姚黨生 . 黃河流域水環(huán)境現(xiàn)狀與水資源可持續(xù)利用 J. 人民 黃河， 2005， 27（ 3）： 38-39. CAI Chengguo, YAO Dangsheng. The water invironement and sus-tainable water resources use of Yellow RiverJ. Yellow River, 2005，27（ 3）： 38-39. 10 馮金鵬，吳洪壽，趙帆 . 水環(huán)境污染總量控制回顧、現(xiàn)狀及發(fā)展探討 J. 南水北調(diào)與水利科技， 2004， 2（ 1）： 45-48. FENG Jinpeng, WU Hongtao, ZHAO Fan. A recollection and pro-spect of the water pollutionJ. South-to-North Water Transfers and Water Science Technology, 2004， 2（ 1）： 45-48. 11 封建民，王 濤，謝昌衛(wèi) . 黃河源區(qū)土地沙漠化研究 J. 生態(tài)環(huán)境 ， 2004, 13(4): 601-604. FENG Jianmin, WANG Tao, XIE Changwei. Land desertification in the Source Region of the Yellow River: Northeast QinghaiXizang PlateauJ. Ecology and Environment， 2004, 13(4): 601-604. 12 孔祥春，陳呂平 . 黃河流域水環(huán)境現(xiàn)狀及保護(hù)對(duì)策 J. 人民黃河，1996（ 2）： 6-8. KONG Xiangchun, CHEN Luping.The water environment and pro-tection J.Yellow River, 1996（ 2）： 6-8. 13 陳立民 . 黃河流域水環(huán)境變化分析及其對(duì)策研究 J. 山西省水利科技， 2005（ 1）： 24-26. CHENG Liming. Change analysis of water environment in Yellow River catchment And strategy Research J. Shanxi Hydrotechnics, 2005（ 1）： 24-26. 14 何文社，方 鐸，楊具瑞， 等 . 水土保持與水資源可持 續(xù)發(fā)展 J.科技前言與學(xué)術(shù)評(píng)論， 2001， 23（ 2）： 13-17. HE Wen, FANG Zhe, YANG Jurui, et al. Study on soil and water conservation and water resources sustainable developmentJ. World Sci-tech R & D, 2001， 23（ 2）： 13-17. 15 于濤 , 陳靜生 . 農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)黃河水質(zhì)和氮污染的影響 : 以寧夏灌區(qū)為例 J. 干旱區(qū)資源與環(huán)境， 2004， 18（ 5）： 1-7. Yu Tao, CHENG Jinsheng. Impacts of the agricultural development on the water quality and nitrogen pollution of the Yellow River: case of Ningxia irrigation areaJ. Journal of Arid Land Resources & En-vironment, 2004， 18（ 5）： 1-7. 16 冉圣宏 , 陳吉寧 , 劉毅 . 區(qū)域水環(huán)境污染預(yù)警系統(tǒng)的建立 J. 上海環(huán)境科學(xué)， 2002， 21（ 9）： 541-544. REN Shenghong, CHEN Jiening, LIU Yi. Establishment of an early warning system for Regional Water EnvironmentJ. Shanghai Envi ronmental Sciences, 2002， 21（ 9）： 541-544. 17 梅旭榮， 史長(zhǎng)麗 . 我國(guó)農(nóng)業(yè)用水態(tài)勢(shì)與節(jié)水高效農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略 : 節(jié)水高效農(nóng)業(yè)理論與技術(shù) M. 北京 : 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社 , 2004， 4: 3-9. MEI Xurong, SHI Changli. Agricultural water utili